การศึกษานี้นำโดยศาสตราจารย์ด้านวิทยาศาสตร์เครื่องกลและวิศวกรรม Jie Feng กับนักวิจัยดุษฎีบัณฑิต Bingqiang Ji และนักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษา Zhengyu Yang แสดงให้เห็นถึงกลไกการขนส่งที่แตกต่างกันซึ่งเกิดขึ้นที่ส่วนติดต่อของฟองสบู่แตกและอากาศ ผลการศึกษาได้รับการตีพิมพ์ในวารสารNature Communications

“เราทุกคนต่างคุ้นเคยกับการดมกลิ่นเบียร์เมื่อวางตรงหน้าเรา” เฟิงกล่าว "ฟองอากาศที่ระเบิดในโฟมจะส่งละอองของเหลวที่เป็นละอองลอยขึ้นไปในอากาศ จากนั้นเราจะสูดดมละอองเล็กๆ เหล่านั้น กระตุ้นประสาทสัมผัสของเรา นี่คือปรากฏการณ์ที่เรากำลังตรวจสอบในการศึกษานี้"

บางครั้งพื้นผิวของของเหลวอุดมไปด้วยสารอินทรีย์ เช่น ไมโครเลเยอร์ของน้ำมันในมหาสมุทร หรือจุลินทรีย์บนพื้นผิวของของเหลวในถังปฏิกิริยาของโรงบำบัดน้ำเสียในเขตเทศบาล

“เป้าหมายของเราคือการระบุสิ่งที่อยู่ในกระบวนการระเบิดฟองสบู่ที่นำไปสู่การปล่อยสารอินทรีย์สู่อากาศ และสิ่งที่ควบคุมปริมาณของวัสดุที่ปล่อยออกมา” Ji กล่าว

เพื่อเลียนแบบกระบวนการระเบิดฟองสบู่ในลักษณะที่ควบคุมได้ ทีมงานได้ทดลองโดยการปล่อยฟองเดี่ยว ซึ่งควบคุมขนาดโดยใช้ปั๊มและเข็มฉีดยา ผ่านคอลัมน์ของน้ำที่ราดด้วยชั้นน้ำมันซิลิโคนที่มีความหนืดที่ทราบและ ความหนาต่างๆ

"เราสังเกตว่าฟองสบู่อยู่ใต้น้ำมันเพียงชั่วครู่แล้วก็แตกออก" นายหยางกล่าว "เราจับภาพกระบวนการนี้โดยใช้การถ่ายภาพความเร็วสูง เพื่อให้เราสามารถตรวจสอบไดนามิกของฟองสบู่ที่ระเบิดออกมาในแบบสโลว์โมชั่น"

นักวิจัยพบว่าละอองเจ็ตเกิดขึ้นเมื่อความหนาของชั้นน้ำมันน้อยกว่ารัศมีฟองสบู่เท่านั้น หากชั้นน้ำมันหนาขึ้น นักวิจัยกล่าวว่าฟองอากาศจะเข้าสู่ชั้นน้ำมันและไม่ปล่อยละอองละอองของน้ำมันออกมา

"เรายังพบว่าความหนืดและความหนาของน้ำมันควบคุมรูปร่าง ขนาด และความเร็วของเครื่องบินไอพ่นที่ระเบิด ซึ่งมีผลกระทบต่อปริมาณน้ำมันที่ถูกขับออกจากเครื่องบินไอพ่นที่ระเบิด" นายเฟิงกล่าว “น่าสังเกต เราพบว่าไอพ่นน้ำมันนั้นบางกว่าและเดินทางได้เร็วกว่าด้วยความหนืดของน้ำมันที่เพิ่มขึ้นและความหนาของชั้นน้ำมัน ซึ่งไม่ใช่สิ่งที่เราคาดไว้ นอกจากนี้ เราพบว่าการหยดเล็กๆ น้อยๆ สามารถประกอบด้วยเศษส่วนปริมาตรได้ถึง 80% เกี่ยวกับ สารอินทรีย์ที่อาจมีบทบาทสำคัญในการกระจายสารปนเปื้อน"

Feng กล่าวว่างานนี้จะช่วยปรับแต่งแบบจำลองที่ใช้ในการทำนายว่าสารปนเปื้อนเดินทางผ่านสิ่งแวดล้อมอย่างไรในกรณีที่เกิดภัยพิบัติเช่นน้ำมันและสารปนเปื้อนอื่น ๆ ที่หกในน้ำ การค้นพบนี้ยังจะช่วยกำหนดข้อกำหนดสำหรับอุปกรณ์ป้องกันส่วนบุคคลสำหรับผู้ที่ทำงานเกี่ยวกับอันตรายจากละอองลอยอินทรีย์ และอนุญาตให้นักวิทยาศาสตร์ด้านสภาพอากาศปรับแต่งข้อมูลการปนเปื้อนที่ใช้ในแบบจำลองสภาพภูมิอากาศ

"เราหวังว่าขั้นตอนต่อไปคือการร่วมมือกับนักชีววิทยาเพื่อดูว่าความเข้าใจเกี่ยวกับการก่อตัวของละอองลอยผ่านฟองอากาศธรรมชาตินี้แปลเป็นระบบที่ใช้งานได้จริงมากขึ้น โดยอาจใช้ไวรัสและจุลินทรีย์อื่นๆ" Feng กล่าว "ฉันคิดว่าการทำงานกับวัสดุชีวภาพจริงที่อาจก่อให้เกิดความเสี่ยงในชีวิตจริงจะแสดงให้เห็นผลกระทบที่แท้จริงของการวิจัยประเภทนี้"

Feng ยังเกี่ยวข้องกับห้องปฏิบัติการวัสดุศาสตร์แห่งรัฐอิลลินอยส์